ITBO20080156A1 - Dispositivo rilevatore di portata - Google Patents

Description

DISPOSITIVO RILEVATORE DI PORTATA

Campo tecnico

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo rilevatore di portata destinato in particolare all’impiego in un’apparecchiatura per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa.

Arte nota

È noto che per controllare il funzionamento di una poma, destinata ad alimentare un liquido da un un serbatoio o un invaso a un prefissato utilizzo, sono comunemente impiegate apparecchiature di controllo atte a rilevare le grandezze fisiche del flusso di liquido generato dalla pompa. Tali apparecchiature di controllo consentono di inviare opportuni segnali di marcia o di arresto quando vengono rilevati rispettivi valori massimi o minimi della grandezza osservata. Attualmente sono note apparecchiature di controllo basate sulla rilevazione della pressione, dette pressostati, e apparecchiature di controllo basate sulla rilevazione della portata e della pressione di un liquido, dette pressoflussostati. Generalmente tali apparecchiature di controllo sono costituite da un corpo che definisce una camera atta a essere posta in comunicazione con la mandata della pompa, attraverso un condotto di ingresso, e a essere posta in comunicazione con l’utilizzo, attraverso un condotto di uscita. I pressostati sono generalmente collegati in derivazione alla pompa, mentre i pressoflussostati sono attraversati dall’intera portata alimentata dalla pompa.

I pressostati presentano generalmente al proprio interno un organo mobile, ad esempio una membrana elastica, recante solidale un elemento rilevatore. Lo spostamento dell’elemento rilevatore può essere rilevato da mezzi sensori collocati nel corpo dell’apparecchiatura. In tale modo, essendo la membrana elastica mobile in funzione della pressione del liquido all’interno della camera, la pompa può essere azionata in marcia quando la pressione all’interno della camera stessa scende al di sotto di un predeterminato valore e arrestata invece quando la pressione supera un valore predefinito di arresto, per proteggere la pompa da eccessive sollecitazioni o da eventuali malfunzionamenti.

I pressoflussostati, invece, presentano al proprio interno mezzi per rilevare la portata di liquido, così da inviare un segnale di arresto alla pompa quando la portata scende al di sotto di un valore predefinito e un segnale di marcia quando la pressione scende al di sotto di un valore di soglia. In sostanza i pressoflussostati consentono di controllare in maniera ottimale la marcia e l’arresto di una pompa in funzione dell’apertura o della chiusura degli utilizzi, evitando l’impiego di serbatoi con funzione di autoclave.

I mezzi di rilevazione della portata sono generalmente associati a una valvola di non ritorno, realizzata comunemente da un organo mobile posto sul condotto di efflusso del liquido che, in assenza di portata, chiude il suddetto condotto ed evita in tal modo che il liquido rifluisca verso la pompa attraverso il condotto di mandata. L’organo mobile è infatti associato a mezzi rilevatori, ad esempio di tipo magnetico, atti ad essere rilevati da rispettivi mezzi sensori disposti in posizione fissa nel corpo dell’apparecchiatura, per controllare la portata di efflusso. Tale valvola di non ritorno può essere del tipo a molla o a gravità. Nel primo caso la valvola è dotata di un organo a molla agente in contrasto all’azione di spinta del flusso di liquido. Nel secondo caso invece, l’azione di contrasto alla spinta del liquido effluente è esercitata dalla forza di gravità agente sulla valvola stessa associata ai mezzi magnetici, pertanto la valvola richiede il montaggio in posizione verticale.

Ad esempio il brevetto EP 219360 illustra un’apparecchiatura per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa che è dotata di una valvola di non ritorno del tipo a molla, disposta sul condotto di ingresso del liquido. La valvola è costituita da un disco recato all’estremità di uno stelo e atto a chiudere il condotto di ingresso in mancanza di portata. Una molla elicoidale è montata sul disco per contrastare la spinta del fluido. Sono inoltre previsti mezzi magnetici sporgenti dal disco, atti a cooperare con mezzi sensori fissi per mantenere in funzione la pompa quando c’è richiesta di portata e interrompere il funzionamento quando la richiesta di portata dalle utenze è nulla.

Nelle valvole di non ritorno di tipo noto risulta usualmente difficile garantire una indicazione precisa della portata. In particolare, nel caso in cui la portata o le variazioni di essa siano di piccola entità, per la sua stessa conformazione la valvola di non ritorno è soggetta a spostamenti difficilmente rilevabili dai mezzi sensori.

Per superare tali inconvenienti sono state proposte apparecchiature di controllo della marcia e dell’arresto di una pompa in cui i mezzi magnetici di rilevamento non sono disposti sulla valvola di non ritorno, ma bensì su un corpo separato a valle di questa, che per la sua stessa conformazione è in grado di compiere spostamenti importanti anche per piccole portate. Tali apparecchiature però risultano più complesse dal punto di vista costruttivo e soprattutto incrementano le perdite di carico a valle della pompa per effetto della presenza del corpo che supporta i mezzi magnetici.

Presentazione dell’invenzione

Il compito della presente invenzione è quello di risolvere il problema citato, escogitando un dispositivo che consenta di rilevare in modo preciso la portata di un liquido, in particolare in un’apparecchiatura per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, anche in presenza di portate molto ridotte.

Nell’ambito di tale compito, è ulteriore scopo della presente invenzione quello di fornire un dispositivo rilevatore di portata che consenta di avere grandi spostamenti dell’organo valvolare quando le portate sono molto ridotte.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo rilevatore di portata che consenta di rilevare il valore della portata in funzione della posizione dell’organo valvolare.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un dispositivo rilevatore di portata di semplice costruzione, di agevole utilizzo, nonché di affidabile e sicuro funzionamento.

Gli scopi citati vengono raggiunti, secondo la presente invenzione, dal dispositivo rilevatore di portata secondo la rivendicazione 1.

Breve descrizione dei disegni

I particolari dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita del dispositivo rilevatore di portata, illustrato a titolo indicativo negli uniti disegni, in cui:

la figura1 mostra una vista in sezione assiale di un’apparecchiatura per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa dotata del dispositivo rilevatore in oggetto;

la figura 2 mostra una vista ingrandita di una porzione di tale dispositivo rilevatore;

la figura 3 mostra una vista di dettaglio di un particolare D del dispositivo rilevatore di figura 1;

le figure 4, 5, 6 e 7, 8, 9 mostrano rispettivamente le medesime viste dell’apparecchiatura e del dispositivo rilevatore in oggetto, in diverse fasi operative;

la figura 10 mostra una vista di dettaglio di un particolare del medesimo dispositivo;

la figura 11 mostra una vista ingrandita di una porzione del dispositivo in oggetto secondo una differente forma di realizzazione.

Forme di realizzazione dell’invenzione

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato nell’insieme con 1 una apparecchiatura per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, del tipo noto come pressoflussostato. L’apparecchiatura 1 comprende un corpo 2 che definisce al suo interno una camera 3 atta a contenere il dispositivo rilevatore di portata 10 secondo l’invenzione. All’interno del corpo 2 dell’apparecchiatura 1 è previsto inoltre un dispositivo 20 per la rilevazione della pressione del liquido alimentato dalla pompa. Il dispositivo 20 per la rilevazione della pressione prevede, in modo noto, una membrana 4, vincolata perifericamente al corpo 2, che definisce una parete della summenzionata camera 3.

Il corpo 2 conforma una prima porzione tubolare 5 e una seconda porzione tubolare 6, preferibilmente coassiali, in comunicazione con la camera 3. Le porzioni tubolari 5, 6 definiscono rispettivamente un condotto di ingresso 7 e un condotto di uscita 8 per il liquido alimentato. Ovviamente è possibile prevedere che le porzioni tubolari 5 e 6 non siano coassiali, ma disposte diversamente, ad esempio ad assi ortogonali.

Preferibilmente, la prima porzione tubolare 5 è realizzata da una porzione separata vincolata a tenuta al corpo 2 mediante una flangia 9. È tuttavia possibile prevedere che tale porzione tubolare 5 sia integrata al corpo 2.

Il dispositivo rilevatore 10 comprende un organo valvolare 11 supportato dalla porzione 5 e inserito nella camera 3, coassialmente al condotto di ingresso 7. L’organo valvolare 11 è costituito sostanzialmente da uno stelo 12 longitudinale recante centralmente un organo otturatore 13, ad esempio a foggia di disco, che in uso si estende su un piano trasversale all’asse del condotto 7. Da lati opposti rispetto all’organo otturatore 13, lo stelo 12 è guidato scorrevole attraverso rispettivi supporti di guida 14, 15 associati alla porzione tubolare 5. In particolare, il supporto di guida 14 rivolto verso l’interno della camera 3 è costituito da una pluralità di razze, angolarmente distanziate attorno all’asse della porzione tubolare 5; il supporto di guida 15 rivolto verso l’esterno è a sua volta costituito da una pluralità di razze, angolarmente distanziate, sporgenti a sbalzo dalla porzione 5 all’interno del condotto di ingresso 7.

Tra il supporto di guida 14 interno e l’organo otturatore 13 sono montati mezzi di contrasto elastici 16, ad esempio costituiti da una molla elicoidale. In corrispondenza dell’organo otturatore 13 la porzione tubolare 5 prevede all’interno del condotto di ingresso 7 una sede 17 di chiusura, realizzata in particolare a foggia di battuta anulare, che definisce una zona di riscontro per l’organo otturatore 13. L’organo valvolare 11 è mobile tra una posizione di chiusura 11a, in corrispondenza della quale l’organo otturatore 13 è in appoggio sulla sede 17 e la molla 16 è distesa o in qualche misura compressa, in forza di un eventuale precarico, e una posizione di massima apertura 11b, in corrispondenza della quale l’organo otturatore 13 risulta in una posizione discosta rispetto alla sede 17 e la molla 16 maggiormente compressa a seguito dello spostamento dell’organo otturatore 13 verso l’interno della camera 3.

L’organo otturatore 13 prevede preferibilmente un anello di tenuta 18 toroidale disposto perifericamente dal lato rivolto verso la sede 17, in modo da garantire la perfetta tenuta del liquido alimentato, quando l’organo valvolare 11 è in posizione di chiusura 11a. La sede 17 è atta a ricevere in appoggio l’anello di tenuta 18 preferibilmente in corrispondenza di un dente di appoggio 24 da essa conformato (si veda la figura 10).

L’organo valvolare 11 è dotato di un elemento di occlusione 19 associato coassiale all’organo otturatore 13, dal lato rivolto verso il condotto di ingresso 7. Tale elemento di occlusione 19 è conformato sporgente a guisa di tappo, in modo da occludere parzialmente il condotto di ingresso 7 quando l’organo valvolare 11 è in posizione di chiusura 11a. Il tappo 19 presenta preferibilmente una conformazione a sezione trasversale decrescente, ad esempio troncoconica, dall’estremità rivolta verso il condotto di ingresso 7 alla zona di accoppiamento con l’organo otturatore 13. In particolare, in corrispondenza dell’estremità contrapposta al disco 13, il tappo 19 presenta perifericamente un bordo anulare 21, avente in particolare profilo sagomato a guisa di dentello, atto a scorrere con ridotto gioco sulla parete affacciata del condotto di ingresso 7 (si veda in particolare fig. 3). In sostanza, il tappo 19 risulta accoppiato al condotto di ingresso 7 in corrispondenza del solo bordo anulare 21, che rappresenta la porzione a sezione massima del tappo 19. Opportunamente è previsto un gioco ridotto fra il bordo anulare 21 dell’elemento di occlusione 19 e la parete interna del condotto 7, in maniera da rendere minimo il trafilamento di liquido. Il tappo 19 può essere ovviamente realizzato integrale al disco di chiusura 13 oppure separatamente, come componente disgiunto accoppiato coassiale allo stelo 12. L’organo valvolare 11 reca mezzi attivatori 22, ad esempio di tipo magnetico, il cui spostamento è atto ad essere rilevato da mezzi sensori 23 disposti in posizione prefissata in un apposito alloggiamento conformato dal corpo 2, esternamente al condotto di ingresso 7. Ad esempio, il magnete 22 è collocato sporgente lateralmente alla porzione dello stelo 12 che impegna la camera 3. In particolare, i mezzi sensori 23 possono essere posizionati prossimi al magnete 22 quando l’organo valvolare 11 è nella posizione di chiusura 11a, in modo da rilevare la presenza del magnete 22 quando l’organo valvolare si trova tra una posizione intermedia 11c e la posizione di chiusura 11a, e inviare un corrispondente segnale di arresto alla pompa (si veda la figura 5).

In alternativa, è possibile prevedere che i mezzi sensori 23 siano posizionati prossimi al magnete 22, in modo da rilevarne la presenza, quando l’organo valvolare 11 è nella posizione di massima apertura 11b. In tale caso, quando l’organo valvolare 11 è in fase di chiusura e si trova tra la posizione intermedia 11c e la posizione di chiusura 11a , i mezzi sensori 23 non rilevano la presenza del magnete 22 e inviano un segnale di arresto alla pompa.

Preferibilmente i mezzi sensori 23 sono del tipo cosiddetto a effetto Hall, capace di rilevare la discesa della portata al di sotto di un prefissato valore di soglia, fornendo in uscita un segnale on/off in funzione della presenza o meno del magnete 22. È da osservare che i sensori a effetto Hall sono direzionali, per cui non potrebbero rilevare il magnete 22 qualora dovesse spostarsi dalla posizione angolare prevista. Per impedire che ciò avvenga, le razze del supporto di guida 14 sono opportunamente distanziate in maniera da guidare linearmente lo stesso magnete 22.

È da osservare ancora che i sensori a effetto Hall sono in grado di fornire in uscita anche un segnale proporzionale in funzione della distanza del magnete. Ciò consente, se necessario, di monitorare il valore della portata istantanea in funzione della posizione dell’organo valvolare 11. In alternativa, i mezzi sensori 23 possono essere di differente tipo, ad esempio del tipo cosiddetto ad ampolla Reed.

Il funzionamento del dispositivo rilevatore di portata secondo l’invenzione è descritto di seguito.

Quando la pompa è inattiva, l’organo valvolare 11 è in posizione di chiusura 11a con l’organo otturatore 13 appoggiato a tenuta sulla sede 17 (si vedano le figure 1, 2 e 3). Sull’organo otturatore 13 si realizza, in tale condizione, un differenziale di pressione che mantiene lo stesso organo otturatore 13 spinto contro la sede 17, per effetto della prevalente pressione del liquido che ristagna nella camera 3. Quando la pompa viene posta in azione, ad esempio in seguito all’apertura di un apposito organo di comando o rubinetto, il liquido fluisce dalla condotta di mandata della pompa nel condotto di ingresso 7. Il liquido effluente produce una spinta sull’organo otturatore 13 in grado di superare l’azione di contrasto esercitata dalla molla 16 e dalla pressione del liquido presente nella camera 3, determinando l’apertura dell’organo valvolare 11.

Nella fase di apertura (figure 4, 5 e 6), l’organo valvolare 11 si solleva inizialmente di un tratto A (si veda in particolare fig. 5) fino a raggiungere la posizione intermedia 11c, oltrepassata la quale il bordo anulare 21 non risulta più inserito nel condotto di ingresso 7. Dalla posizione di chiusura 11a a portata nulla si arriva alla citata posizione intermedia 11c con una piccola variazione di portata, in quanto questa ridotta portata è sostanzialmente prodotta dal solo volume di liquido che risulta passante tra il bordo anulare 21 e il condotto di ingresso 7. In questa condizione, a piccole variazioni di portata corrispondono spostamenti importanti dell’organo valvolare 11.

Quando viceversa il bordo anulare 21 del tappo 19 esce completamente dal condotto di ingresso 7 (figure 7, 8 e 9), si realizza una luce di passaggio considerevole anche per piccoli spostamenti longitudinali di apertura dell’organo valvolare 11. In questa condizione, contrariamente alla fase precedente, a variazioni importanti di portata corrispondono spostamenti ridotti dell’organo valvolare 11.

L’organo otturatore 13 si solleva fino a una distanza massima B dalla sede 17 (si veda in particolare fig.8), corrispondente alla posizione di massima apertura 11b dell’organo valvolare 11, quando il liquido fluisce alla portata massima.

Quando le condizioni di funzionamento della pompa cambiano e la portata effluente dalla pompa diminuisce, l’organo valvolare 11 si abbassa progressivamente in quanto prevale l’azione della molla 16 e della pressione del liquido nella camera 3 rispetto alla spinta del liquido effluente sul lato dell’organo otturatore 13 rivolto verso il condotto di ingresso 7. Quando l’organo otturatore 13 raggiunge una distanza dalla sede 17 pari al citato tratto A, solo una ridotta portata di liquido è in grado di fluire a valle dell’organo valvolare 11. Questa ridotta portata, come specificato, è prodotta dal solo volume di liquido che risulta passante tra il bordo anulare 21 e il condotto di ingresso 7. In questa situazione, i mezzi sensori 23 iniziano a rilevare la presenza del magnete 22 e inviano un corrispondente segnale ai mezzi di comando della pompa che, dopo un tempo di time out, si arresta. La presenza del magnete 22 nella posizione in cui il tappo 19 inizia a inserirsi nel condotto di ingresso 7 è indicativa di una portata, detta di arresto, al di sotto della quale il funzionamento della pompa risulterebbe inutile. La pompa resta in tale condizione fino al successivo segnale di marcia, in cui il liquido fluisce nuovamente nel condotto di ingresso 7 e l’organo valvolare 11 si riapre.

Secondo una differente forma di realizzazione, illustrata in figura 11, in cui per semplicità sono stati utilizzati i medesimi riferimenti numerici, il tappo 19 associato all’organo valvolare 11 ha foggia a sezione costante, preferibilmente cilindrica, ed è realizzato integralmente all’organo otturatore 13 e allo stelo 12. Tra il tappo 19 così conformato e il condotto di ingresso 7 è realizzato, nella fase finale di chiusura o nella fase iniziale di apertura, un accoppiamento cilindrico con ridotto gioco, tale da rendere costante e minimo il trafilamento di liquido per l’intero tratto A della corsa dell’organo valvolare 11. Per realizzare tale accoppiamento cilindrico, sul condotto di ingresso 7 è vantaggiosamente inserito un manicotto di accoppiamento 25 che reca, in corrispondenza di un bordo di estremità, la sede 17 di foggia idonea all’alloggiamento dell’anello di tenuta 18. Lo stelo 12 è guidato scorrevole dal supporto di guida 14 associato al condotto di ingresso 7.

L’apparecchiatura 1 per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, comprendente il dispositivo rilevatore della portata 10 secondo l’invenzione e il dispositivo rilevatore della pressione 20 del liquido alimentato dalla pompa, comprende preferibilmente una unità di controllo tale da inviare alla pompa un segnale di arresto quando i mezzi sensori 23 rilevano un predeterminato valore di portata del liquido, oppure un segnale di marcia, quando rispettivi mezzi sensori del dispositivo rilevatore di pressione 20 rilevano un predeterminato valore di pressione del liquido alimentato.

L’unità di controllo dell’apparecchiatura 1 dispone inoltre di mezzi cronometrici atti a misurare l’intervallo di tempo tra due consecutivi eventi correlati allo stato di funzionamento della pompa e a confrontare tale intervallo di tempo misurato con almeno un prefissato valore temporale di riferimento. L’unità di controllo dell’apparecchiatura 1 dispone inoltre di mezzi contatori atti a memorizzare il numero di volte che si verifica consecutivamente tale evento correlato allo stato di funzionamento della pompa e a confrontare il numero memorizzato con un prefissato valore massimo di eventi consecutivi.

Quando il numero di eventi memorizzati raggiunge il numero massimo prefissato l’unità di controllo invia alla pompa un segnale di arresto.

Quando poi l’intervallo di tempo misurato dai mezzi cronometrici è almeno pari a un prefissato valore temporale di attesa per il ripristino, è possibile inviare un segnale di marcia alla pompa.

Ad esempio, i mezzi contatori possono memorizzare il numero di tentativi consecutivi di adescamento automatico della pompa. In questo caso, si può prevedere di incrementare il citato valore temporale di riferimento di un determinato coefficiente moltiplicatore, ad esempio pari a due, dopo ogni tentativo di adescamento fallito, per proteggere la pompa. Invece, dopo un tentativo di adescamento riuscito con successo, si può prevedere che i mezzi contatori azzerino il numero memorizzato per un nuovo ciclo di conteggio.

I mezzi contatori possono ulteriormente essere impiegati per memorizzare il numero di avviamenti consecutivi della pompa. In tale caso, se l’intervallo di tempo misurato dai mezzi cronometrici è superiore a un prefissato valore minimo di attesa tra due avviamenti consecutivi, calcolato in modo da preservare la pompa, il numero di eventi memorizzato dai mezzi contatori è automaticamente azzerato. In caso contrario, tale numero viene incrementato ad ogni avviamento successivo, fino al raggiungimento del numero massimo di avviamenti consecutivi consentiti. Raggiunto tale numero massimo di avviamenti, la pompa va in blocco e occorre attendere un dato intervallo di tempo prima che sia possibile un ulteriore avviamento manuale o automatico.

Il dispositivo rilevatore secondo l’invenzione raggiunge pertanto lo scopo di rilevare in modo preciso la portata di un liquido, in particolare in un’apparecchiatura per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, anche in presenza di portate molto ridotte. Il dispositivo rilevatore permette infatti di avere grandi spostamenti dell’organo valvolare quando la portata è molto ridotta. Ciò consente quindi di rilevare portate comunque basse, con distanze di attivazione dei mezzi sensori 23 da parte del magnete 22 variabili in funzione della risoluzione dei mezzi sensori 23 stessi e del magnetismo del magnete 22. Questo risultato è dovuto essenzialmente alla particolare conformazione dell’elemento di occlusione 19 associato all’organo otturatore 13 e alla forma del condotto di ingresso 7.

Una prerogativa dell’invenzione consiste nel fatto che il citato elemento di occlusione 19, con il bordo anulare 21 agente da tappo, occlude con il proprio volume il condotto di ingresso 7 solo per il citato tratto A. Per portate superiori a quella d’arresto, quando non è più necessario rilevare il valore della portata stessa, occorre ridurre le perdite di carico che il fluido subisce attraversando il pressoflussostato. Per tale motivo, superato il tratto A, la conformazione dell’organo valvolare 11 permette di avere luci di passaggio del fluido importanti che riducono le perdite di carico stesse. La presenza dell’anello di tenuta 18 garantisce inoltre che l’organo valvolare 11 si chiuda perfettamente quando la pompa viene arrestata. Questo risultato è molto importante perchè scongiura conseguenze inaccettabili e pericolose per la pompa e per l’impianto a essa collegato. Infatti la mancata chiusura dell’organo valvolare 11 dopo l’arresto della pompa, potrebbe comportare una portata di ritorno verso il condotto di mandata, tale da abbassare la pressione del liquido nella camera 5 e fare riavviare in modo anomalo la pompa.

È da osservare che il bordo anulare 21 dell’elemento di occlusione 19 ha preferibilmente dimensioni assiali limitate in maniera da impedire che l’organo valvolare 11 possa rimanere aperto per la presenza di impurità nel liquido. Ciò consente un funzionamento regolare anche in presenza di liquidi molto sporchi, ad esempio con particelle in sospensione, che altrimenti potrebbero incastrarsi e impedire l’accoppiamento degli organi di chiusura. In pratica, l’accoppiamento tra il condotto di ingresso 7 e l’elemento di occlusione 19 avviene in corrispondenza della sezione massima del bordo anulare 21, avente dimensioni assiali molto limitate, riducendo così al minimo il rischio che eventuali impurità del liquido impediscano il citato accoppiamento degli organi di chiusura.

La forma di realizzazione illustrata in figura 11 è particolarmente indicata quando l’organo valvolare 11 è realizzato per lavorazione meccanica mediante macchina utensile, in quanto richiede tolleranze dimensionali e geometriche di precisione. Inoltre, tale forma di realizzazione è particolarmente indicata per la rilevazione della portata di liquidi molto puliti, privi di impurità in sospensione che potrebbero bloccare l’organo otturatore 11, incastrandosi nel ridotto meato compreso tra il tappo 19 e la parete interna del manicotto di accoppiamento 25.

Nella forma di realizzazione preferita l’organo valvolare 11 è guidato a entrambe le estremità dello stelo 12 dai supporti di guida 14, 15, in modo tale da ottimizzare la stabilità dell’organo valvolare 11 stesso e ridurne le vibrazioni (si vedano le figure da 1 a 9).

È da notare che il dispositivo rilevatore secondo l’invenzione comporta complessivamente basse perdite di carico per il liquido alimentato, a regime, dalla pompa. Ciò è dovuto al fatto che una volta disinserito il tappo 19 dal condotto di ingresso 7, l’organo valvolare 11 lascia al liquido effluente una importante luce libera di passaggio. Inoltre nella forma di realizzazione illustrata nelle figure da 1 a 9, il liquido non è deviato dalla presenza dell’organo valvolare 11, ma è portato a fluire in modo rettilineo tra il condotto di ingresso 7 e il condotto di uscita 8. È da osservare anche il fatto che la presenza del magnete 22 non incrementa le perdite di carico in quanto è integrato nello stelo 12, con dimensioni vantaggiosamente ridotte.

Infine, la realizzazione del dente di appoggio 24 in corrispondenza della sede 17 garantisce una perfetta tenuta dell’organo otturatore 13 nella posizione di chiusura 11a dell’organo valvolare 11. La presenza del dente di appoggio 25 consente al tempo stesso di contenere al minimo le dimensioni trasversali dell’organo otturatore 13, assicurando una ulteriore importante riduzione delle perdite di carico, in particolare per elevate portate del liquido alimentato.

Nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali impiegati, nonché la forma e le dimensioni, possono essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Laddove le caratteristiche tecniche menzionate in ogni rivendicazione siano seguite da segni di riferimento, tali segni di riferimento sono stati inclusi al solo scopo di aumentare la comprensione delle rivendicazioni e di conseguenza essi non hanno alcun valore limitativo sullo scopo di ogni elemento identificato a titolo d’esempio da tali segni di riferimento.

Claims (30)

1. Rivendicazioni 1) Dispositivo rilevatore di portata in una apparecchiatura (1) per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, comprendente un corpo (2) che definisce al suo interno una camera (3) atta ad essere attraversata dal liquido alimentato da detta pompa; una prima porzione tubolare (5) e una seconda porzione tubolare (6) associate a detto corpo (2) e atte a definire rispettivamente un condotto (7) di ingresso e un condotto (8) di uscita di detto liquido, in comunicazione con detta camera (3); un organo valvolare (11) disposto all’interno di detta camera (3), in corrispondenza di detto condotto (7) di ingresso, mobile assialmente fra una posizione di chiusura (11a) e una posizione di apertura (11b), e dotato di un organo otturatore (13) atto a riscontrare a tenuta una sede (17) di chiusura del detto condotto di ingresso (7); mezzi sensori (23) atti a rilevare la posizione di detto organo otturatore (13) per comandare l’azionamento di detta pompa; caratterizzato dal fatto che comprende un elemento di occlusione (19) associato coassiale a detto organo otturatore (13) dal lato rivolto verso il detto condotto di ingresso (7) e conformante un bordo anulare (21) distanziato assialmente da detto organo otturatore (13), il quale è atto a impegnare la superficie interna di detto condotto di ingresso (7) per un tratto (A) della corsa di detto organo otturatore (13), per ridurre sostanzialmente un flusso di liquido attraverso detto organo valvolare (11) in una fase di chiusura dello stesso organo valvolare (11).
2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi attivatori (22) portati solidali da detto organo valvolare (11) e atti ad essere rilevati da detti mezzi sensori (23) per rilevare detta posizione di detto organo otturatore (13) rispetto a detta sede (17) di chiusura.
3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto organo valvolare (11) è mobile assialmente fra detta posizione di chiusura (11a) e detta posizione di apertura (11b) a contrasto di mezzi elastici (16).
4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto organo valvolare (11) è mobile assialmente fra detta posizione di chiusura (11a) e detta posizione di apertura (11b) a contrasto della sola forza di gravità.
5. 5) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tratto (A) della corsa di detto organo otturatore (13), nel quale detto bordo anulare (21) è atto a impegnare la superficie interna di detto condotto di ingresso (7), corrisponde ad una tratto finale della corsa di chiusura di detto organo otturatore (13).
6. 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto bordo anulare (21) ha ridotta estensione assiale, in modo da definire sostanzialmente una sezione massima accoppiata a detta parete interna di detto condotto (7) di ingresso.
7. 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto bordo anulare (21) è accoppiato a detta parete interna di detto condotto (7) di ingresso con ridotto gioco per rendere minimo il trafilamento di detto liquido.
8. 8) Dispositivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto bordo anulare (21) ha profilo sagomato a guisa di dentello.
9. 9) Dispositivo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto elemento di occlusione (19) presenta una conformazione a sezione trasversale decrescente, dall’estremità rivolta verso detto condotto di ingresso (7) alla zona rivolta a detto organo otturatore (13).
10. 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto organo valvolare (11) comprende uno stelo (12) longitudinale recante centralmente detto organo otturatore (13) e guidato scorrevole attraverso almeno un supporto di guida (14) associato a detta porzione tubolare (5).
11. 11) Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detto stelo (12) longitudinale è guidato scorrevole attraverso supporti di guida (14, 15) associati a detta porzione tubolare (5) da lati opposti rispetto a detto organo otturatore (13), rispettivamente in detta camera (3) e in detto condotto di ingresso (7).
12. 12) Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che almeno un detto supporto di guida (14, 15) è costituito da una pluralità di razze, angolarmente distanziate.
13. 13) Dispositivo secondo le rivendicazioni 2 e 12, caratterizzato dal fatto che dette razze di un detto supporto di guida (14) rivolto verso l’interno di detta camera (3) sono angolarmente distanziate in maniera da guidare linearmente detti mezzi attivatori (22).
14. 14) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi attivatori (22) sono costituiti da un magnete sporgente lateralmente da uno stelo (12) conformato da detto organo valvolare (11).
15. 15) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (23) sono atti a rilevare la discesa della portata di detto liquido al di sotto di un prefissato valore di soglia, fornendo in uscita un segnale on/off in funzione della presenza o meno di detti mezzi attivatori (22).
16. 16) Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (23) sono atti a fornire in uscita un segnale proporzionale in funzione della distanza da detti mezzi attivatori (22), per monitorare il valore della portata istantanea di detto liquido in funzione della posizione di detto organo valvolare (11).
17. 17) Dispositivo secondo la rivendicazione 15 o 16, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (23) sono del tipo cosiddetto a effetto Hall.
18. 18) Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 15, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (23) sono del tipo cosiddetto ad ampolla Reed.
19. 19) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (23) sono prossimi a detti mezzi attivatori (22) quando detto organo valvolare (11) è in detta posizione di chiusura (11a).
20. 20) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 2 a 18, caratterizzato dal fatto che detti mezzi sensori (23) sono prossimi a detti mezzi attivatori (22) quando detto organo valvolare (11) è in detta posizione di apertura (11b).
21. 21) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 3, caratterizzato dal fatto che detto organo otturatore (13) ha foggia di disco e comprende un anello di tenuta (18) disposto perifericamente a detto disco dal lato rivolto verso detta sede (17) di chiusura di detto condotto di ingresso (7), in modo da garantire la perfetta tenuta del liquido alimentato, quando detto organo valvolare (11) è in detta posizione di chiusura (11a).
22. 22) Dispositivo secondo la rivendicazione 21, caratterizzato dal fatto che detto anello di tenuta (18) ha foggia toroidale ed è atto ad essere accoppiato a detta sede (17) in corrispondenza di un dente di appoggio (24) da essa conformato.
23. 23) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto elemento di occlusione (19) è realizzato integrale a detto organo otturatore (13).
24. 24) Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto condotto di ingresso (7) è coassiale a detto condotto di uscita (8).
25. 25) Dispositivo rilevatore di portata in una apparecchiatura (1) per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, comprendente un corpo (2) che definisce al suo interno una camera (3) atta ad essere attraversata dal liquido alimentato da detta pompa; una prima porzione tubolare (5) e una seconda porzione tubolare (6) associate a detto corpo (2) e atte a definire rispettivamente un condotto (7) di ingresso e un condotto (8) di uscita di detto liquido, in comunicazione con detta camera (3); un organo valvolare (11) disposto all’interno di detta camera (3), in corrispondenza di detto condotto (7) di ingresso, mobile assialmente fra una posizione di chiusura (11a) e una posizione di apertura (11b), e dotato di un organo otturatore (13) atto a riscontrare a tenuta una sede (17) di chiusura del detto condotto di ingresso (7); mezzi sensori (23) atti a rilevare la posizione di detto organo otturatore (13) per comandare l’azionamento di detta pompa; caratterizzato dal fatto che comprende un elemento di occlusione (19) coassiale a detto organo otturatore (13), dal lato rivolto verso il detto condotto di ingresso (7), e avente sezione trasversale sostanzialmente costante, atto a impegnare la superficie interna di detto condotto di ingresso (7) per un tratto (A) della corsa di detto organo otturatore (13), estendentesi dal detto organo otturatore (13) a un bordo distanziato assialmente, per ridurre sostanzialmente un flusso di liquido attraverso detto organo valvolare (11).
26. 26) Dispositivo secondo la rivendicazione 25, caratterizzato dal fatto che detto elemento di occlusione (19) ha conformazione sostanzialmente cilindrica.
27. 27) Apparecchiatura (1) per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa, caratterizzata dal fatto che comprende un dispositivo rilevatore di portata (10) secondo una delle rivendicazioni precedenti e un dispositivo rilevatore di pressione (20) predisposto internamente a detto corpo (2) di detto dispositivo rilevatore di portata (10) e cooperante con detto dispositivo rilevatore di portata (10), in modo da inviare un segnale di marcia o di arresto a detta pompa, in funzione del valore rilevato della pressione e/o della portata del liquido alimentato da detta pompa.
28. 28) Metodo per il controllo della marcia e dell’arresto di una pompa mediante una apparecchiatura (1) di controllo comprendente un dispositivo rilevatore della portata e un dispositivo rilevatore della pressione del liquido alimentato da detta pompa, caratterizzato dal fatto che comprende le fasi operative di: a. predisporre primi mezzi sensori (23) atti a inviare a detta pompa un segnale di arresto, in funzione della rilevazione di almeno un predeterminato valore di portata di detto liquido alimentato b. predisporre secondi mezzi sensori atti a inviare a detta pompa un segnale di marcia in funzione della rilevazione di almeno un predeterminato valore di pressione di detto liquido alimentato c. predisporre mezzi cronometrici atti a misurare l’intervallo di tempo tra due consecutivi eventi correlati allo stato di funzionamento di detta pompa e a confrontare detto intervallo di tempo misurato con almeno un prefissato valore temporale di riferimento d. predisporre mezzi contatori atti a memorizzare il numero di volte che si verifica consecutivamente detto evento correlato allo stato di funzionamento di detta pompa e a confrontare detto numero memorizzato con un prefissato valore massimo di eventi consecutivi e. inviare a detta pompa mediante detta apparecchiatura (1) un segnale di arresto quando detti mezzi contatori memorizzano un numero di eventi pari a detto prefissato valore massimo di eventi f. inviare a detta pompa un segnale di marcia quando detto intervallo di tempo misurato è almeno pari a un prefissato valore temporale di attesa per il ripristino di detta pompa.
29. 29) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 28, caratterizzato dal fatto che prevede di memorizzare mediante detti mezzi contatori il tentativo di adescamento automatico di detta pompa, e di incrementare detto prefissato valore temporale di riferimento di un determinato coefficiente moltiplicatore tra due tentativi consecutivi.
30. 30) Metodo di controllo secondo la rivendicazione 28 o 29, caratterizzato dal fatto che prevede di memorizzare mediante detti mezzi contatori l’avviamento di detta pompa, e di azzerare detto numero memorizzato da detti mezzi contatori quando detto intervallo di tempo misurato da detti mezzi cronometrici è superiore a un prefissato valore minimo di attesa tra due avviamenti consecutivi.